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目录1

第一章 电力进给驱动装置和位置控制回路1

1.1控制理论基础1

1.1.1开环和闭环控制1

1.1.2稳定系统的特性2

1.1.2.1特性曲线2

1.1.2.2线性化3

1.1.2.3标准化值5

1.1.2.4参考值5

1.1.3动力系统的特性5

1.1.3.1微分方程7

1.1.3.2瞬态响应10

1.1.3.3频率响应曲线13

1.1.3.4伯德图16

1.1.3.5传递元件的连接20

1.1.3.6控制回路的频率响应曲线符号22

1.1.3.7频率响应曲线的实验测定法23

1.2位置控制回路基础24

1.2.1位置控制回路的构造和作用24

1.2.2测量26

1.2.2.1测量值的检测26

1.2.2.2测量方法26

1.2.2.3测量的部位27

1.2.3位置控制回路的特征值和特性28

1.2.3.1单独的控制回路元件的动态系统特性29

1.2.3.2名词解释31

1.2.3.3线性位置控制回路的特性32

1.2.3.4位置控制回路的非线性38

1.3位置控制回路的增益40

1.3.1位置控制回路模型40

1.3.2定位的调整时间和超调量41

1.3.3螺纹切削的斜面距离45

1.3.4拐角上的轮廓偏差49

1.3.5圆周的轮廓偏差51

1.3.6干扰的瞬态响应54

1.3.7对位置回路增益的要求55

1.4文献目录56

第二章 进给驱动装置用直流电动机58

2.1对进给驱动装置的要求58

2.1.1对稳定操作的要求58

2.1.2对非稳定操作的要求58

2.2直流并励电动机59

2.2.1结构型式59

2.2.1.11HU系列永磁式直流伺服电动机59

2.2.1.21GS系列电磁式直流伺服电动机63

2.2.2驱动装置的特性64

2.2.2.1微分方程和方块图64

2.2.2.2无控驱动装置的稳态特性68

2.2.2.3无控驱动装置的动态特性71

2.2.2.4速度可调的驱动装置的动态特性73

2.2.2.5驱动装置标称角频率的计算75

2.2.2.6外部惯性的影响81

2.2.2.7死区时间的影响83

2.3直流伺服电动机的选择85

2.3.1计算方法85

2.3.2静载荷86

2.3.2.1摩擦与损耗87

2.3.2.2机械力90

2.3.3动载荷92

2.3.4.1周期性的载荷变化101

2.3.4热特性101

2.3.4.2过载性能103

2.3.4.3热时间常数107

2.3.5附加的最优化准则109

2.3.5.1运动物体的能量含量110

2.3.5.2可达加速度110

2.3.5.3驱动装置的比较112

2.3.6计算图表119

2.3.7计算公式的归纳124

2.4文献目录125

3.1.1技术要求126

3.1概念与概述126

第三章 直流伺服电动机的换流器126

3.1.2死区时间128

3.1.3波形系数129

3.1.4效率131

3.1.5费用132

3.2晶体管直流斩波器133

3.2.1应用133

3.2.2工作原理133

3.2.2.1第一象限，顺时针方向驱动134

3.2.2.2第三象限，逆时针方向驱动136

3.2.2.3第四象限，顺时针方向制动136

3.2.2.4第二象限，逆时针方向制动137

3.2.3直流母线138

3.3电源同步可控硅控制器138

3.3.1概论138

3.3.2整流器与逆变器运行139

3.3.3无环流电路接法141

3.3.4有环流电路接法143

3.3.5三相全波有环流交叉联接143

3.3.6三相半波有环流反并联146

3.3.7三相全波无环流反并联149

3.3.8单向有环流反并联152

3.4控制器156

3.4.1控制回路的构成156

3.4.2过流限制157

3.4.3辅助电流控制158

3.4.4带限流的速度控制159

3.4.5状态监测装置161

3.4.6转速自适应控制作用162

3.5选择准则165

3.5.1换流器电路的特征值165

3.5.2换流器电路的应用167

3.6文献目录168

第四章 机械传动部件的设计方案170

4.1概述170

4.2对机械传动系统的要求172

4.2.1标称角频率173

4.2.2刚度175

4.2.3阻尼斜率178

4.2.4非线性182

4.2.4.1反转误差182

4.2.4.2摩擦183

4.2.4.3反转误差和摩擦反转误差的影响187

4.2.5转动惯量195

4.2.5.1圆柱体195

4.2.5.2直线运动的物体197

4.2.5.3齿轮速比198

4.3.1.1构造与规格199

4.3驱动装置滑动部件的计算199

4.3.1进给丝杠驱动装置199

4.3.1.2进给丝杠202

4.3.1.3滚珠丝杠螺母215

4.3.1.4进给丝杠轴承218

4.3.2齿轮齿条传动装置224

4.3.2.1应用范围、影响变量224

4.3.2.2刚度225

4.3.3.1机床滑板234

4.3.3机床滑板与导轨234

4.3.3.2工作台导轨235

4.3.3.3阻尼241

4.4齿轮243

4.4.1应用概述243

4.4.2技术条件247

4.4.2.1转动惯量247

4.4.2.2扭转与弯曲250

4.4.2.3反转误差250

4.4.3同步齿带传动装置251

4.3.2.3在小齿轮上预加载252

4.4.4齿轮速比的有利范围256

4.4.4.1机座尺寸相同的电动机256

4.4.4.2机座尺寸不同的电动机258

4.4.4.4两种电动机的比较259

4.4.4.3扰动的瞬态响应259

4.5联轴节263

4.6文献目录265

第五章 指令值修正268

5.1指令值修正的目的268

5.2平滑指令值268

5.3指令值平滑的影响272

5.3.1受力与轮廓偏差特征272

5.3.2轮廓移动273

5.3.3轮廓偏差和受力特征的有关图表276

5.4确定加速度指令值280

5.6文献目录284

6.5结论284

第六章 进给驱动装置的测量285

6.1测量的目的与要求285

6.2测量方法286

6.2.1机械传动部件的测量286

6.2.1.1反转误差（后退空隙）287

6.2.1.2总刚度，标称角频率291

6.2.1.3摩擦特性293

6.2.2转速控制回路的测量295

6.2.2.1阶跃响应，过渡响应295

6.2.2.2电流限制298

6.2.2.3电动机的温升298

6.2.2.4进给驱动装置的标称角频率299

6.2.3.1轮廓偏差301

6.2.3位置控制回路的测量301

6.2.3.2测量位置回路增益303

6.2.3.3对最小位置增量的测量306

6.2.3.4定位响应307

6.3测量结果的使用和分析307

6.3.1测量的频率响应曲线的分析308

6.3.2同步齿带传动装置的测量结果309

6.3.3转动惯量的影响312

6.3.4短型电动机313

6.3.5转速控制优化的影响314

6.3.7转换器电路的影响316

6.3.6壳磁体电动机的频率响应曲线316

6.3.8电气励磁直流伺服电动机的频率响应曲线317

6.3.9结论318

第七章 技术数据320

7.1直流伺服电动机320

7.1.1一般数据320

7.1.2设计系列1HU322

7.1.3设计系列1GS3323

7.2电流转换器单元329

7.2.1晶体管直流断续器329

7.2.2电源同步可控硅控制器334

附录 使用的符号与单位338